【導讀】伴隨著5G和物聯(lián)網(wǎng)概念的興起和落地，全球無線通信發(fā)展再提速，成為一條長期的優(yōu)質(zhì)發(fā)展賽道，衍生出移動支付、車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、安防監(jiān)控等多個千億級，甚至是萬億級的終端應(yīng)用市場。
在無線通信方便快捷的背后，是一個又一個穩(wěn)定可靠的通信節(jié)點，它們編織在一起，便是全時空場景下的高速移動互聯(lián)。在每一個通信節(jié)點下，光纖、路由器、電源設(shè)備等高效協(xié)同，為無線通信提供穩(wěn)定可靠的支持。而今天我們要談?wù)摰脑骷t是幫助那些無線通信基礎(chǔ)設(shè)施滿足網(wǎng)速、EMI等指標的連接器——有線連接與接插件。
連接器是無線通信基礎(chǔ)設(shè)施的筋脈
近幾年，受益于智能化和電氣化在各行業(yè)的滲透率快速擴大，全球連接器市場規(guī)模快速提升。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院的預測數(shù)據(jù)，預計2022年全球連接器市場規(guī)模將達798.5億美元，同比增長8.4%。在終端市場方面，通信業(yè)成為僅次于汽車產(chǎn)業(yè)的第二大連接器市場，占比達到23.08%。能夠有如此大的市場容量，恰恰也說明了連接器在通信領(lǐng)域的重要性。
圖1：2017-2022全球連接器市場規(guī)模
（圖源：中商產(chǎn)業(yè)研究院）
這其實很好理解，任何電力電子設(shè)備/系統(tǒng)可靠運行其實都需要連通性，通信設(shè)備/系統(tǒng)也不例外。隨著通信系統(tǒng)越來越復雜，標準、穩(wěn)定、高速的連接器已經(jīng)成為系統(tǒng)中重要的組成部分，堪稱是系統(tǒng)“筋脈”。
連接器的基本結(jié)構(gòu)包括接觸件、絕緣體、殼體和附件四部分。在通信系統(tǒng)中，連接器的作用主要有三個：其一是在單體設(shè)備中實現(xiàn)電路板和元器件的電連接；其二是通過標準互連把不同廠商的設(shè)備組成一個可工作的系統(tǒng)；其三是幫助系統(tǒng)應(yīng)對復雜、嚴苛的工作環(huán)境。因此，在連接器的選擇上，電性能、EMI特性、耐用性、穩(wěn)定性和可靠性等是需要特別考慮的因素。
下面，我們通過幾個典型的無線通信基礎(chǔ)設(shè)備來看一下。
路由器是互聯(lián)網(wǎng)中關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)兩個部分。進一步細分的話，路由選擇部分則包括路由選擇處理機，分組轉(zhuǎn)發(fā)部分則會包括輸入端口、交換結(jié)構(gòu)和輸出端口。那么，要想讓這些組成單元在物理層面上協(xié)同工作，就需要連接器的參與，比如板與板之間的連接，以及板與核心器件之間的連接等。未來，路由器的發(fā)展將主要呈現(xiàn)智能化和無線網(wǎng)絡(luò)高速化兩大明顯的趨勢，那么對于設(shè)備中的連接器而言，需要在接口界面、傳輸速度和傳輸帶寬等方面提供冗余性，以保證設(shè)備的智能化運轉(zhuǎn)。
圖2：路由器內(nèi)部框圖
（圖源：CSDN博文）
路由器是單體設(shè)備，通信基站則是一個由各種設(shè)備組合在一起的復雜系統(tǒng)。在完整的通信網(wǎng)絡(luò)中，核心網(wǎng)發(fā)出的信號在基站側(cè)經(jīng)過基帶和射頻處理，然后通過射頻饋線送到天線上進行發(fā)射。因此，基站本身在物理構(gòu)成上就可以劃分為基帶和射頻兩部分，其中基帶部分負責信號調(diào)制與解調(diào)、呼叫處理等，射頻部分則主要負責信號的發(fā)射和接收。而到了設(shè)備層面，各種設(shè)備構(gòu)成了基站的基帶模塊和射頻模塊。比如在5G基站中，基帶模塊中會包含BBU、CU、DU不同類型的物理設(shè)備，射頻模塊由AAU和RRU設(shè)備組成，并且它們都需要電源設(shè)備為之供電，這些設(shè)備之間的互連會用到非常多的連接器。同時，在圍繞基站構(gòu)成的基站控制器、移動交換網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點之間的典型互聯(lián)也會用到大量的連接器。
面向基站側(cè)應(yīng)用的連接器，隨著基站內(nèi)功能單元越來越多，加上無線通信愈發(fā)高頻化，基本上呈現(xiàn)出小型化、高密度、高速、高性能和高頻化等典型的發(fā)展趨勢。
為了應(yīng)對這些顯著的發(fā)展趨勢，更好地賦能無線通信領(lǐng)域的高速發(fā)展，連接器廠商在推出新技術(shù)和新產(chǎn)品方面也有了一些可歸納的具體趨勢。為了應(yīng)對無線網(wǎng)絡(luò)在速度和帶寬等方面的高要求，高速、高頻的連接器技術(shù)成為各廠商的研究的核心；為了應(yīng)對集成化之后單設(shè)備多連接的特點，廠商推出的模塊化、高密度、小型便捷的連接器成為市場新寵；為了解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等場景下的復雜連接問題，連接器廠商進一步提升了產(chǎn)品的抗干擾性，也在推動產(chǎn)品從有線走向無線；為了提升無線通信系統(tǒng)的運維效率，廠商也在研發(fā)帶有簡單智能判斷和保護功能的智能連接器產(chǎn)品。
接下來，我們就為廣大工程師朋友介紹幾款貿(mào)澤電子平臺上上在售的具有出色性能、卓越可靠性的連接器產(chǎn)品。本文中的方案均來自制造商Molex。
極具靈活性的iPass互連解決方案
Molex的iPass互連解決方案能夠滿足極為嚴格的高速性能要求，因此我們今天要介紹的第一款連接器便是iPass互連解決方案中的一款串口線，該產(chǎn)品在貿(mào)澤電子平臺上的制造商編號為74546-0405。這款連接器為iPass PCIe x4雙端電纜組件，類型為PCI Express公轉(zhuǎn)PCI Express公，線徑為26 AWG，長度為5m，支持防水、防塵。
圖3：iPass PCIe x4雙端電纜組件74546-0405
（圖源：貿(mào)澤電子）
iPass互連解決方案可為SAS、PCIe、以太網(wǎng)、InfiniBand和光纖通道內(nèi)部和外部系統(tǒng)提供主板和背板連接器以及電纜組件。其中，高速/模塊連接器可在高達14Gbps的應(yīng)用中實現(xiàn)靈活的速度兼容性，并且該連接器和電纜組件互連解決方案包括外部和內(nèi)部I/O配置。
支持高性能網(wǎng)絡(luò)的多光纖解決方案
Molex的光纖解決方案為高密度應(yīng)用提供了薄型解決方案，并且可以簡化實施。我們?yōu)榇蠹規(guī)淼牡诙钸B接器便是Molex光纖解決方案中的一款，貿(mào)澤電子平臺上的制造商編號為106225-0022，類型為MPO-MPO，電纜長度為25M，電纜規(guī)格為5.40mm，可直接彎曲到90°，從而緩解堵塞問題并改善電纜疏導。
圖4：光纖線纜組件106225-0022（圖像僅供參考）
（圖源：貿(mào)澤電子）
106225-0022適用于電信/網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的光學電子模塊、光交換機和路由器、PC卡和配線架應(yīng)用，以及數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器應(yīng)用，應(yīng)用形式包括機架到機架、房間到房間和地板到地板的光纖布線。
Molex FlexiBend MTP/MPO多光纖解決方案有多種配置可供選擇，采用12和24光纖配置，設(shè)計用于QSFP、CXP和CFP模塊等應(yīng)用。這些電纜在護套內(nèi)堆疊了多根帶狀電纜，為高密度應(yīng)用提供了薄型解決方案。此類電纜采用行業(yè)標準連接器外殼，與其他預裝電纜兼容，以簡化實施。工程師朋友可以使用幾種不同的護套來支持多個電纜應(yīng)用，F(xiàn)lexiBend護套還有助于操作和配置電纜。
數(shù)據(jù)速率高達56Gbps的鏡像式夾層板連接器
隨著無線通信的高頻化和集成化趨勢，設(shè)備內(nèi)部采用板對板連接已經(jīng)是非常普遍的現(xiàn)象。接下來，我們?yōu)榇蠹彝扑]的這款器件是Molex鏡像式夾層連接器，貿(mào)澤電子平臺上該器件的制造商編號為203456-0003。
圖5：鏡像式夾層連接器203456-0003
（圖源：貿(mào)澤電子）
203456-0003屬于板對板與夾層連接器，擁有高密的端子結(jié)構(gòu)，位置數(shù)量達到了699，支持高達56Gbps的數(shù)據(jù)速率，適用于電信、網(wǎng)絡(luò)和其他應(yīng)用。
203456-0003為Molex鏡像式夾層連接器系列方案中的一款，為11 Row（排數(shù)）類型的產(chǎn)品，此外該系列連接器還包括“6-PAIR，5-ROW”、“6-PAIR，15-ROW”和“15X11 OCP”三個類別，為終端應(yīng)用提供了豐富的產(chǎn)品選擇。
Molex鏡像式夾層連接器是支持可堆疊插接的占位兼容型無極性連接器，采用縫合球柵陣列（BGA）設(shè)計，而非嵌件成型BGA附件，與2.5mm和5.5mm高度連接器插接。在數(shù)據(jù)速率方面，每一款Molex鏡像式夾層連接器都能夠支持每差分對高達56Gbps的數(shù)據(jù)速率。
在電氣性能方面，Molex鏡像式夾層連接器可承受最大電壓為30VAC，每觸點最大電流為1A，介電耐壓為500VDC，絕緣電阻為1,000M?，阻抗為92Ω。
為幫助電信設(shè)備應(yīng)對嚴苛的應(yīng)用環(huán)境，Molex鏡像式夾層連接器采用設(shè)計復雜的端子結(jié)構(gòu)，具有極高的機械強度和優(yōu)異的電氣特性。
引腳兼容的Impel背板互連系統(tǒng)
在無線通信系統(tǒng)中，高速背板是不可或缺的一部分，能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)流的傳輸和處理。而要讓高速背板發(fā)揮自身的高性能，背板互連系統(tǒng)又是其中的關(guān)鍵所在，包括連線、PCB走線和連接器，背板互連系統(tǒng)幫助整個系統(tǒng)同時實現(xiàn)了通信傳輸?shù)母咚俾屎透呙芏取?/p>
那么，下面這款推薦給大家的器件便是一款屬于背板互連系統(tǒng)的電纜組件，貿(mào)澤電子平臺上的制造商編號為203387-9001，該產(chǎn)品及整個Molex Impel背板互連系統(tǒng)均支持后向和前向兼容性，為整個高速背板系統(tǒng)帶來了極高的靈活性。
圖6：Impel背板互連系統(tǒng)203387-9001
（圖源：貿(mào)澤電子）
203387-9001的連接器端口A和連接器端口B均為插頭類型，管腳數(shù)為96，連接形式為公對公，線徑為30 AWG，長度為682.6mm。
203387-9001是Molex Impel背板互連系統(tǒng)中的一款。Impel背板互連系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)速率從25Gbps升級至40Gbps，可實現(xiàn)出色的信號完整性、高互連密度，以及與不同高端系統(tǒng)架構(gòu)的向后和向前兼容，適用于電信、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)、軍事/航空航天等應(yīng)用領(lǐng)域。
Impel背板互連系統(tǒng)基于Molex正在申請專利的Impel連接器技術(shù)打造，提供出色的密度和電氣性能、低串擾、低插入損耗，以及各通道、最高達20GHz的各頻率間最小的性能變動，提供多種間距選項，包括1.90mm腳距寬邊耦合、2.35mm腳距正交和3.00mm腳距四路由，實現(xiàn)設(shè)計靈活性。此外，Impel背板互連系統(tǒng)的標稱阻抗為92Ω，最大限度地減少阻抗不連續(xù)。
值得注意的是，Impel背板互連系統(tǒng)能夠支持各種高速背板互連選項，包括傳統(tǒng)連接、共面連接、正交中板連接等，真正形成了一個完整的互連系統(tǒng)，為工程師朋友提供滿足應(yīng)用規(guī)格的設(shè)計靈活性。
用穩(wěn)定可靠應(yīng)對復雜多變
上述內(nèi)容已經(jīng)提到了路由器和基站的發(fā)展大趨勢，但也正如同介紹設(shè)備趨勢一開始講到的，這兩項只是代表，隨著5G和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的落地，小基站理念以及新興物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用衍生出了豐富的無線通信模式，并伴隨著明顯的小型化和智能化趨勢。因此，對于連接器產(chǎn)品而言，除了提供基本的電氣性能以外，在穩(wěn)定性、可靠性、小型化、智能化和易用性方面也要持續(xù)加強，以應(yīng)對萬物互聯(lián)帶來的日新月異的巨大挑戰(zhàn)。
連接器是電子元器件中一個龐大的分支，貿(mào)澤電子的優(yōu)勢不僅是為大家提供種類齊全的連接器產(chǎn)品，而且系列化的推薦也幫助大家提升采購的效率，讓工程師朋友能夠快速找到適合的連接器產(chǎn)品，提升無線通信系統(tǒng)開發(fā)的效率。
來源：貿(mào)澤電子
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